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一、引言
随着城市发展以及人民生活水平的不断tigao，城市污水排放量也在逐年增加，这给城市环境造成了严重污染，基于此需求，各地都在积极建设污水处理厂，以实现城市可支持性发展、美化和治理城市环境。本文以一个污水处理厂为例，结合工艺流程，介绍污水处理厂实施自动化控制的解决方案。该污水处理厂采用水解－SBR（UNITANK）好氧处理工艺，一期工程进口预处理段tisheng泵站配水井、变配电系统、集泥池浓缩池按二期12万立方米／日的处理能力装备。水解池、SBR池按6万立方米／日的处理能力先上一组。鼓风机、脱水机各先上两台。二期工程再上6万立方米／日处理能力的一组水解池、SBR池及各两台鼓风机、脱水机。
二、工艺及系统要求
整个系统分进口预处理段tisheng泵站配水井、水解池和污泥处理、SBR反应池和鼓风机房、变配电系统及脱水机房、井房等四大部分组成。
需要自动化控制的共有5个站，包括泵房、水解池、变电所、SBR池、鼓风机房。泵房负责控制进泥阀、出泥阀、潜污泵进水闸、除砂机、格栅井和行走式吸砂、砂水分离装置。北水解池负责控制14个排泥阀。变电所负责监测高、低压系统的相关电压、电流、有功和无功等模拟量信号，进行效益核算。SBR池负责控制整个好氧工艺的流程。鼓风机房负责控制鼓风机导叶开度并监测鼓风机的各个重要参数。在中控室，上位机软件要实时反映各个工段的具体情况，包括设备的各种状态、各种仪表的数据和工艺的设定参数等等，计算和查询各种参量，例如温度，液位，PH值，泥位值，多普勒liuliang计等，可以让操作员进行分析并能在上位控制现场的各个设备。
拓扑图如下：
OPEN_2000 处理器采用先进的32位CPU，配置嵌入式实时多任务操作系统，支持模块网络热备冗余、热插拔技术，功能强大的CPU模块拥有超大存储容量，并可支持多种通信接口RS232、RS485、以太网。可实现采集、运算、逻辑、定时、控制、通讯等功能，其程序开发方便，可与上位机组成控制系统，实现集散控制，与常用的可编程控制器PLC相比，它在处理速度上显著tigao，硬件冗余CPU 同步速率更快。
OPEN_2000 CPU 和I/O模块的组合可以形成多种工作方式，本地、扩展、远程工作方式分别对应于小、中、大型控制系统均有其完备的解决方案，可广泛应用于电力、冶金、机械、化工自动化控制。
系统运行在bbbbbbS2000 环境下，组态软件采用OPENVIEW3.6,上位机与下位机OPEN_2000 通讯使用Modicon modbus TCP/IP驱动，数据库与下位机通讯采用PORTserver 方式，SERVER 与下位机进行数据交换，两台CLIENT 读取SERVER的状态数据，以tigao上位机与下位机的网络通讯速度。系统架构：攀钢球团厂自动控制系统的网络架构图如下图所示：
整个控制系统包括总线为全冗余式设计，本系统采用了5套OPEN_2000 处理器，6 台监控站（其中3 台为热备监控站），2 台工程师站，2台交换机（互为热备），双以太网地址总线；按现场控制室位置分为本地和远程控制站，其中本地控制站在主控制室车间，远程控制站在干配控制室车间，本地和远程控制站之间采用光纤通讯，按被控信号主要分为数字量信号控制和模拟量信号控制。
两套监控站均设置在主控室，每套监控站中有一台作为SERVER，两台为CLIENT上位机监控由OPEN VIEW 软件实现。
PLC 站配置
本系统共架设10个PLC控制站，分别在造球控制室和原料准备控制室，如下图所示：
CAB1-10为控制柜体编号；原料准备控制室CAB1、CAB2，造球控制室CAB3-CAB10。
系统配置
监控站：研华工控机PⅣ2.0G，512M 内存，80G 硬盘，19″LED 显示器
工程师站：DELL1.8G 笔记本两台
控制系统：OPEN_2000 控制系统
操作系统：bbbbbbS2000
组态软件：OPEN VIEW 组态软件8 套
激光打印机一台
3COM 交换机两台
工艺流程
以下为工艺设备流程图：
控制系统划分
Y 原料系统
P 干配系统
Q 造球焙烧系统
R 润磨系统
C 成品系统
S 灰尘输送系统
D 电除尘系统
F 风机系统
H 回热风除尘系统
攀钢球团控制系统分为以上9个子系统，涉及画面多达80多个，在此就不一一赘述，以下简单介绍系统的基本功能如下：
系统功能
1．开关量数据采集与处理，按系统实现联锁控制，如：顺序启动、顺序停车、紧急停车、故障停车等功能。
2．仪表量数据采集与计算，模拟量的显示、控制，如：温度、压力、liuliang、热电偶、热电阻等，模拟量的智能PID控制，如变频设备等。
3．重要参数显示实时趋势曲线及历史趋势曲线；
4．过程变量数值的报警、记录及打印；
5．生产数据报表打印
6．系统自诊断，对现有OPEN_2000 架构的所有硬件设备进行实时监控；
结束语
攀钢球团控制系统自投运以来运行稳定，由于拥有较高的自动化程度，实现了全自动化生产，日产量4000 吨左右，OPEN_2000完善的架构和多种接口的通讯使得系统的维护更加方便，操作界面简单明了，操作工能在短时间内轻松驾驭，支持多种编程语言使得开发更加灵活实用，目前OPEN_2000系统有多种包括大、中、小型控制系统的解决方案，，曾多次成功应用于烧结、选矿等控制领域。
1 背景
φ3500立式机床是一种自动化程度要求较高的机电设备，一般应用于冶金行业，车制各种大型工件；它通常采用继电器逻辑控制方式，设备的电控系统故障率高，检修周期长。随着技术的进步，这类控制系统已显示出越来越多的弊端。近年来PLC机在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势，是其它工控产品难以比拟的。如果用PLC控制技术对这些系统实施改造，则具有普遍的技术及经济意义。
2 方案选择
原设备为手动操作，根据使用部门的建议，在改造方案上维持改造前设备人一机界面的原始性，这样可以有效减少设备使用人员的误操作，不至于使设备的事故率在技术改造后有所增加。
系统的工作台变速单元依靠液压电磁阀来实现，并由机械传动部件不断地改变传输比，达到改变工作台转速目的。其变速操作相当繁琐，必须先让主机停车，选好速度后，微动使齿轮重新啃合再挂挡，后重新启动。根据现场负载计算与理论分析，保留主拖动方式，用一台FRN15G95-4JE电压型通用变频器，对工作台电机进行速度换向控制。FRN15G954JE电压型通用变频器具有转矩矢量控制、转差补偿、电AVR自整定、负载转矩自适应等一系列先进功能，在无速度传感器的开环运行条件下，采用磁通矢量控制和电机参数自动测试等功能后，其调速性能达到甚至高于传统晶闸管供电的双闭环直流调速系统。原系统还有左右两个刀架，可纵向横向移动，通过电磁离合器与左右驱动电机连接。左右驱动电机有Y/△变换，有两级工作进给速度：I级0.29-45.6m/min，II级0.58-91.2m/min。改造时，仍维持原方式。
PPC31 PLC
3 PLC机型选择
3．1 输入输出点数
PLC控制系统的输入信号包括操作台控制输入、工作台和刀架各速度信号、分布在机床上各部分行程开关及变频器投入信号。共有64个输入点。
PLC的控制负载主要分成三类：一是10台交流电机正反转主接触器；二是用于左右刀架调速的离合器线圈（电磁离合器直接由PLC驱动）；三是显示、报警负载（包括显示灯、声光报警器等）；四是工作台调速输出（到变频器）。共56个输出点。
3．2 PLC选型
确定输入输出点后，还要进行PLC选型，本系统除了与变频器连接需模拟量外，全部为开关量，再考虑到性能价格比及输入输出点数，选用德维森公司ATCS系列PPC31型机,PPC31为模块化结构，系统配置灵活，编程功能强，性能价格比高。
4 系统设计
4．1 变频器设计
系统所有动作都有PLC控制。当PLC输出继电器out1=ON时，工作台正转；输出继电器out2=ON时，工作台反转。工作台共有16级速度。操作时，将二进制值存储在PLC数据区，当正反转时，操作台输入速度值，而PLC输出一路二进制值，经D/A转换到变频器的12号输入端，满足工作台调速要求。当out1and out3=O N时，工作台点动正转；当out2 and out3=ON时，工作台点动反转。点动速度用变频器提供的多段速指令选择。当电机过载缺相时，热继电器FR动作，使变频器THR端子OFF，可在瞬间封锁U.V.W输出，闭合故障继电器30A-30C触点，经PLC输入继电器产生系统故障报警。
在快速制动过程中，一但电机反馈“泵升”电压使变频器母线电压达到800V时，制动单动BU功率模块立即导通，接入电阻R迅速释放电机储能，实现安全快速的制动。
4．2 软件设计
PLC通过编程器输入程序，达到控制目的。由于PLC工作过程是循环，程序执行速度快，在刀架进给双速电机时，需要通过Y/△变换实现变速，为了避免Y/△变换中电源短路，除了用互锁外，还必须设置切换延时，定为1S。同样，在横梁下降（反转）时，还需要回升（正转），也需要设置切换延时，以防电源短路。
5 结束语
实践证明，用PLC改造传统继电器控制系统是很好的方法。它可以充分发挥PLC高可靠性、高抗干扰的特点，寿命长、维修量少、查找外部线路简单。采用变频器改善了原系统工作台启动调速性能，有利于节能（原系统机械变速，低速时电机功率损耗大），tigao了效率，为企业创造较好的经济效益。
随着工业自动化控制的发展, PLC在工业设备控制中开始得到推广应用. 现以玻璃瓶消毒生产线为例,介绍系统配置及应用.
1. 工艺流程及要求
玻璃瓶消毒生产线设备示意图如图1所示, 玻璃瓶从入口处进入, 碰到传感器1, 启动走带机走带, 带动瓶从入口走向出口,途经预热区、消毒区、冷却区, 只有进口风机、热风机、出口风机、排风机运转, 才能走带. 如入口处进瓶过快, 挤压传感器2,则发出信号去停止前方设备停止进瓶, 如出口不畅, 传感器3发出信号, 停止走带机工作. 五个风机中只要有一个停机, 就停止加热器运行,并报警显示. 检测风机不运行有传感开关装在风机的出口处, 风机变频器的故障输出点进入PLC,走带机及各电机的空气开关跳闸接点也都进入PLC, 加热器装在炉子的中央顶部, 由热风机向下均匀扩散加温.要求对不同型号大小的玻瓶进行不同温度的设置, 能显示各区的温度值, 并有反应温度的走势曲线图,对于进风机、热风机、出口风机要有能检测其风压的数值显示, 以确定是否过滤网堵塞.
图1 生产线设备示意图
在正常工作时, 工作下班后, 当温度下降到100℃以下, 设备能自动关机, 如炉内还有瓶未处理完,则启动夜间工作, 这样在100℃以下停机后, 还有进口风机, 出口风机工作, 以保证外部的灰尘不能进入炉内. 对于消毒时间,由PLC采集出口处传感器的数据, 通过速度转化为时间, 来显示玻璃瓶在消毒区的消毒时间, 以确保消毒的可靠性. 设备在保障下,要求能准确显示故障发生点及解决问题对策画面, 并有动画反映生产现场工作情况.
1. 系统配置
对于以上要求,选用德维森科技（深圳）有限公司的人机界面、PLC组成一个控制系统, 具体如下:
(1)人机界面: 真彩色10.4寸屏, 采用232口进行下载和编程, 采用RS422口和PLC通讯,选用真彩能更好地反映现场景色, 动画逼真、美观.
(2)PLC选用ATCS PPC31系列, 该机具有256点输入, 输出功能,1个RS232通信口和1个RS232/485通讯口, 是一种模块化机型, 可灵活配置功能模块及输入、输出点.
(3)输入选配IDD40十六点DC输入模块2块, 输出配1个ODA40十六点继电器输出模块.
(4)仿真输入单元采用IAD30八路输入模块, 输入三个风压模拟量值(4mA~ 20 mA).
(5)温度输入单元采用THM10五路带PID调节PWM输出温控模块1块, 采进三路:加热区、消毒区、冷却区的温度.
其系统构成如图2 所示.
图 2 系统配置图
1. 调试运行情况
该系统重要的是对消毒区温度精度控制的调试, 消毒区的加热系统采用五组电热丝单元加热, 其中一组为基本加热单元,其它四组为PID温度调节加热单元. 以前该生产线采用OMRON PLC.当时的情况是：生产线试运行时,出现温度曲线波动幅度过大(±8℃), 超过厂家要求的消毒温度波动指针(±2℃), 实际调试时采取了两个措施对温度波动幅度进行控制.措施一: 采用双位PID温度控制系统堵住温度下降趋势, 当铂热电阻检测到消毒区温度低于设定温度1℃时,通过双位PID温度控制系统使PLC将七组加热单元全部投入运行30秒, 通过铂热电阻检测消毒区温度, 由温控单元PID控制,直到温度达到设定值为止. 措施二: 温度过调量的控制, 对消毒区温度进行检测, 如果温度大于设定值,PLC将七组加热单元全部强行切除, 并不断检测消毒区温度, 根据实际情况作出实时控制. 在现场通过对控制程序的某些参数作一定的修改,并经过反复调试, 后温度控制精度完全符合厂家要求. 在对系统的调试中发现, 该控制系统完全可以通过对程序作的修改、调试,达到更高的温度控制精度.
在采用PPC31后，由于我们的THM10可以单独设定P,I,D值，很方便的就把温度稳定在正负1度内。超过了工艺要求。
该系统经调试后, 运行正常. 各方面性能指针均达到厂家要求.
该系统应用于玻瓶消毒生产线设备上, 对消毒度控制良好, 能对各区温度进行显示, 并对不同玻瓶的消毒温度进行设置.现场故障一经发生能马上弹出一详细故障对策画面, 经现场工作情况看, 满足设计要求. 这个系统是一种智能化的专家对策系统,增强了人机交互性, tigao设备的控制性能, 简化了操作柜设计, tigao了设备科技含量, 在市场上很有竞争力,有很大发展空间.